A VoLTE Traffic Classification Method in LTE Network

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1 A VoLTE Traffic Classification Method in LTE Network
報 告 人：謝佑忞 指導教授：陳偉業 班 級：碩研資管一甲 學 號：MA490102 Hyun, J., Li, J., Im, C., Yoo, J. H., & Hong, J. W. K. (2014, September). A VoLTE traffic classification method in LTE network. In Network Operations and Management Symposium (APNOMS), th Asia-Pacific (pp. 1-6). IEEE.

2 大綱 LTE VoLTE 4G架構 VoLTE與LTE概述 VOICE OVER LTE RELATED WORK
VOLTE TRAFFIC CLASSIFICATION DISTRIBUTED ARCHITECTURE FOR VOLTE TRAFFIC CLASSIFICATION CONCLUSION

3 LTE 有別於傳統 3G 或是 2G 同時具有電路交換和封包交換的特性。 LTE只具備封包交換的特性 不支援電路交換功能，無法進行語音通話。
上網 講電話 使用LTE網路 上網 講電話

4 VoLTE VoIP （Voice over Internet Protocol）將原為聲音的類比訊號數位化後，透過網 路上各相關通訊協定，做點對點 ( peer-to-peer ) 的即時通訊。 VoLTE(Voice over LTE)就是VoIP在LTE的網路上傳輸 這樣和我們在3G網路或者一般有線網路用skype或者line的VoIP有何不同？ 最大的不同在於SKYPE or LINE的VoIP 封包，網路業者把它當成一般的封包處理， 也 就是Qos和一般網頁瀏覽的封包一樣

5 4G架構

6 VoLTE與LTE概述

7 GPRS Tunneling Protocol
利用基地台到通訊閘道之間可以動態改變的隧道，讓用戶在移動時仍然能準確接 收IP封包。

8 Session Initiation Protocol
基於TCP/UDP協定上運作的應用層協定，用於建立、修改及終止一個或多個參與 者之間的會話，常用在網際網路會議或網路電話之間的訊號傳輸。 SIP無法單獨應用，必須與其他協定如SDP、RTP一同搭配使用才是完整的網路電 話解決方案

9 Session Description Protocol
一個Sission基本上是由許多媒體串流組成，因此SDP訊息包括許多與每個媒體串 流相關的參數說明，在會議中必須具備的欄位：協定版本、會議來源或會議建立 者、會議名稱、會談時間、媒體 因為SDP只提供對會議的描述，並沒有一種把會議的參與者連結起來的方法，此 時便要將其與SIP協定一起始用，好讓SIP協定透過SIP訊息附載SDP訊息

10 Real-time Transport Protocol
這個協定主要功能是提供一個適合用在多媒體資料的標頭。

11 Volte traffic classification
基於傳統的應用層級流量分類方法，採用 SIP，RTP 。 RTP 方法到目前為止是最簡單和最有效的 VoIP 分類方法。因此，透過使用 VoLTE 簽章和 SIP，RTP ，我們可以準確的分類VoTEL流量。

12 VoLTE Signature Generation VoLTE
收集 VoLTE 流量，並從中提取適當的 VoLTE 簽章。

13 Classification Method(1/2)
因為 VoLTE流量包含SIP 和 RTP，我們需要分類兩種類型的通訊。VoLTE SIP 流量 的分類比VoLTE RTP流量容易顯示更多精確結果。 與其他 VoLTE 流量相比，SIP 是文字基礎的協定，因此，很容易擷取 VoLTE SIP 簽章。相比之下，RTP 是一個二進位的基礎的協定，而且裡面是沒有識 別的VoLTE流量型態可以找到內部的RTP標頭。 IP 使用 5060 埠進行通訊。相比之下，RTP 使用動態埠號進行通訊，埠號在 不同 RTP之間是不同。 因此先分類VoLTE SIP 流量，然後分類VoLTE RTP 流量

14 Classification Method(2/2)
首先，我們需要解壓縮GTP標頭的封包以回復原始的IP封包。接下來，RTP session table被查詢紀錄去尋找相符的封包IP位置和阜號。如果有相符的，該封包分類為 VoLTE RTP 封包，否則，封包將被轉發到 VoLTE SIP 封包比對階段。在這個階段，該方法首先檢查封包的埠資訊過濾掉非 SIP 封包，因為 SIP 依賴5060埠。如果封包被標識為 SIP 封包，我們透過使用 VoLTE SIP 簽章執行有效負載簽名比對。如果封包分類為 VoLTE SIP 的封包，符合VoLTE RTP 會議資訊擷取，則更新 RTP session table。

15 Distributed architecture for volte traffic classification
LTE網路的流量越來越大，一台機器很難分類VoLTE流量。為了實現更高的傳輸量， 我們需要使用分散式的處理結構。 接收端調整(RSS)：讓網路介面卡能夠將核心模式網路處理負載分散到多核心電腦 的多處理器核心。這種分散程序與只使用單一核心而言，能夠處理更高的網路流 量負載。 PF_RING：PF_RING提供可擴充性分配從NIC到CPU核心的流量。它可以説明每 個使用者級別的應用程式執行訪問 RX 佇列中的內核不同步問題。因此，它使流 量收集速度更快和可擴充性。 HTCondor：是一個軟體框架，為處理工作需要高計算分散式的方式。它提供了 一些功能，包括工作管理、 調度策略、 資源監控和資源管理。它完全支援分散 的處理使用者 C/C+ + 編寫的程式。 分散式和並行處理技術 我們使用幾種技術在我們建議的體系結構中。

16 Parallel Traffic Capture

17 Distributed Traffic Analysis

18 Conclusion 對於 VoLTE RTP 流量來改善其分類速度，介紹了VoLTE RTP 資訊已存儲在VoLTE RTP 會議表中。
為了進一步提高分類速度，我們利用 HTCondor提出了一種分散式的體系結構。 提出的結構沒有綁定到任何特定的程式設計模型和支援舊版流量分析和分類程式。 作為未來的工作，我們會發現一個產生VoLTE流量的方法，記錄地面真實資訊， 評估計畫VoLTE分類方法的正確性。

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20 謝謝各位耐心地聆聽 Thanks For Your Listening.